На Хабрі ми вже провели цілу серію невеликих фотоекскурсій. Показали нашу , подивилися на в лабораторії робототехніки і завітали до нашого тематичного .
Сьогодні розповідаємо, над чим (і на чому) працює одна з наших лабораторій Міжнародного наукового центру функціональних матеріалів та пристроїв оптоелектроніки.
На фото: рентгенівський дифрактометр ДРОН-8
Чим тут займаються
Лабораторію «Перспективні наноматеріали та оптоелектронні пристрої» відкрито на базі Міжнародного наукового центру, який займається новітніх матеріалів, включаючи напівпровідники, метали, оксиди в наноструктурованому стані з метою їх застосування в приладах та пристроях оптоелектроніки.
Студенти, аспіранти та співробітники Лабораторії властивості наноструктур та створюють нові напівпровідникові прилади для мікро- та оптоелектроніки. Розробки знаходять застосування в галузі енергоефективного світлодіодного освітлення та будуть затребувані у найближчому майбутньому у високовольтній електроніці розумних електромереж ().
У студентській спільноті майданчик для проведення досліджень на вулиці Ломоносова, будинок 9 називають «лабораторією Романова», оскільки і Лабораторією, і Центром керує , доктор фізико-математичних наук, провідний професор та декан Факультету Лазерної Фотоніки та Оптоелектроніки Університету ІТМО, автор понад трьохсот наукових публікацій та володар безлічі міжнародних наукових грантів та нагород.
Обладнання
У лабораторії встановлено рентгенівський дифрактометр ДРОН-8 від російської компанії «Буревісник» (вище за КДПВ). Це один з основних приладів для аналізу матеріалів.
Він допомагає характеризувати якість отриманих кристалів та гетероструктур, вимірюючи спектри рентгенівської дифракції. Для термічної обробки тонкоплівкових напівпровідникових структур, що розробляються, ми використовуємо ось цю вітчизняну установку.
Ми використовуємо сучасні напівпромислові системи для характеризації, модифікації та сортування світлодіодів. Розкажемо про першу (на фото нижче з лівого боку).
Це прецизійний диспенсер . Він є автоматизованою системою для дозування в'язких рідин. Такий диспенсер незамінний для точного нанесення люмінофорного матеріалу на світлодіодний чіп, щоб досягти потрібного кольору свічення.
Вихідні (за замовчуванням) звичні нам білі світлодіоди засновані на чіпах, що випромінюють у синьому діапазоні видимого спектру електромагнітного випромінювання.
Цей пристрій (на загальному фото в центрі) вимірює вольт-амперні та спектральні характеристики світлодіодних чіпів та зберігає виміряні дані для великої кількості чіпів у пам'яті комп'ютера. Воно потрібне для перевірки електричних та оптичних параметрів зразків, що виготовляються. Ось так установка виглядає, якщо розкрити сині стулки:
Третій прилад на загальному фото – система сортування та підготовки світлодіодів для подальшого монтажу. На основі виміряних характеристик вона складає паспорт на світлодіод. Після цього сортувальник визначає його в одну з 256 категорій залежно від якості напівпровідникового пристрою (категорія 1 – це світлодіоди, які не світяться, категорія 256 – ті, що світяться найяскравіше у заданому спектральному діапазоні).
Ще в нашому Міжнародному науковому центрі ми займаємося зростанням напівпровідникових матеріалів та гетерострукутр. Гетероструктури вирощуються методом молекулярно-пучкової епітаксії на установці RIBER MBE 49 у компанії-партнері Connector-Optics.
Для одержання оксидних монокристалів (які є широкозонними напівпровідниками) із розплаву ми використовуємо багатофункціональну ростову установку НІКА-3 вітчизняного виробництва. Широкозонні напівпровідники можуть мати застосування в силових реле майбутнього, високоефективних вертикальних лазерах VCSEL, в детекторах ультрафіолету і т. д.
Проекти
На майданчиках Міжнародного наукового центру у нашій лабораторії виконуються різноманітні фундаментальні та прикладні дослідження.
Наприклад, спільно з дослідниками з Уфімського державного авіаційного технічного університету ми нові металеві провідники з підвищеною провідністю та високою міцністю. Для створення використовуються методи інтенсивної пластичної деформації. Дрібнозерниста структура сплаву піддається термічній обробці, що перерозподіляє концентрацію домішкових атомів у матеріалі. У результаті покращуються параметри провідності та характеристики міцності матеріалу.
Також співробітники лабораторії займаються розробкою технологій виготовлення оптоелектронних трансіверів на інтегральних фотонних схемах. Такі трансівери знайдуть застосування у галузі створення високопродуктивних систем передачі/прийому інформації. На сьогоднішній день готовий набір інструкцій для виготовлення макетів джерел випромінювання та фотоприймальних пристроїв. Також підготовлено конструкторську документацію для їх тестування.
Важливий проект лабораторії створенню широкозонних напівпровідникових матеріалів та наноструктур з низькою щільністю дефектів. У перспективі за допомогою матеріалів, що розробляються, ми зможемо виробляти енергозберігаючі напівпровідникові прилади, у яких поки що немає аналогів на ринку.
Наші фахівці вже Світлодіоди, які можуть замінити небезпечні ультрафіолетові лампи на основі ртуті. Цінність виготовлених пристроїв полягає в тому, що потужність наших ультрафіолетових світлодіодних складання в кілька разів перевищує потужність окремих світлодіодів - 25 Вт проти 3 Вт. У перспективі технологія знайде застосування в галузі охорони здоров'я, водоочищення та інших галузях, де використовується ультрафіолет.
Група вчених нашого Міжнародного наукового центру , Що майбутні оптоелектронні пристрої будуть використовувати чудові властивості нанорозмірних об'єктів - квантових точок, що мають особливі оптичні параметри. Серед них - або нетеплове свічення об'єкта, яке використовується у телевізорах, смартфонах та інших гаджетах з дисплеями.
Ми вже створенням таких оптоелектронних пристроїв нового покоління. Але, перш ніж гаджети потраплять на ринок, ми маємо відпрацювати технології виробництва матеріалів і підтвердити безпеку одержуваних матеріалів для користувачів.
Інші фотоекскурсії по наших лабораторіях:
Джерело: habr.com